保温层等效冻土层系数取值方法的探讨

等效冻土层系数是反映保温层减冻土厚度的一个重要参数。本文依据河北省王村冻土试验场的观测成果，分析了水分、土质条件以及保温层厚度对等效冻土层系数的影响，提出了等效冻土层数的计算式，为苯板保温层设计提供了依据。     

冻土层等效导热系数的探讨

冻土层等效导热系数λ 是保温防冻设计中保温层厚度计算的重要参数。依据河北省王村冻土试验场的观测成果分析 ,λ 的主要影响因素为水分条件 ,并提出了重粉质壤土λ 与地下水埋深的关系式以及λ 与地下水埋深和冻前含水量的关系式     

冻土层等效导热系数的探讨

冻土层等效导热系数λ^＊是保温防冻设计中保温层厚度计算的重要参数。依据河北省王村冻土试验场的观测成果分析，λ^＊的主要影响因素为水分条件，并提出了重粉质壤土λ^＊与地下水埋深的关系以及λ^＊与地下水埋深和冻前含水量的关系式。     

严寒地区常态混凝土拱坝长期保温防裂措施

在严寒地区修建混凝土拱坝,超低极端气温、超大年内温差和冬季突发寒潮等环境温度荷载是造成混凝土结构拉裂破坏的重要因素,因此开展长期保温防裂措施的研究意义重大。采用等效原理,提出了保温层-混凝土复合材料的热传导等效模拟概念,建立了有限元数值仿真中不同厚度混凝土与表面保温层等效单元;利用严寒地区长期实测资料和同类工程经验,选定结构数值仿真的气温、水温和材料热力学参数,开展温降工况下不同保温层厚度的坝体温度场及应力场数值计算与分析。结果表明:严寒地区坝体在无保温层时的坝体表面混凝土温度变化规律与气温基本相同,采取保温措施后保温层对坝体表面的保温效果较为明显,保温效果随保温层厚度的增加而增强;无保温层时上下游坝面出现大面积的拉应力区,增加保温层后坝体的拉应力区有所减小且应力随保温层厚度的增加而逐渐减小。     

渠道防冻胀结构设计与施工要求

根据现有的保温层厚度计算方法,建立了以热阻等效原理为基础的新的计算方法,计算结果更符合工程实际。根据对冻土地区渠道保温层施工技术的总结,提出了保温板在运输、存放、铺设、防护、质量控制及检验等方面的施工技术要求。     

坝体保温层的等效模拟及保温效果分析

针对目前保温层设计施工中工程经验占主导而数值仿真研究相对较少的情况,基于大型商业有限元分析软件ABAQUS,对某工程保温层进行有限元分析计算。采用参数等效算法,在同一模型上计算不同厚度(1.5 cm,2.5 cm,5.0 cm)保温层防护下的坝体温度场及应力场。分析结果表明:①统计特征点在无保温层时的年内温差较大;铺设保温层后,年内温度变幅显著降低;保温效果随着保温层厚度的增大而逐渐增强;铺设5.0 cm厚的聚苯板保温层可将统计特征点的年内最大温差由15.47℃减小为6.30℃。②在无保温层保护的情况下,下游坝面出现大面积的拉应力区,最大拉应力值超出混凝土的抗拉强度;增加保温层后,坝体下游面应力状况得到明显改善,拉应力区减小且拉应力值随保温层厚度的增加而逐渐减小;铺设5.0 cm厚的聚苯板保温层可将拉应力值由未加保温层时的2.73MPa减小为1.46MPa。     

南水北调工程防冻胀保温层厚度计算方法讨论

对保温防基土冻胀中保温层厚度计算问题，《水工建筑物抗冰冻设计规范》（ＳＬ２１１－９８）７．４．３条第２款规定：“对于大型渠道，保温板厚度应通过热工计算确定”。南水北调中线工程总干渠河北段属于需采用保温防冻的渠段，合理的计算保温层厚度，对渠道衬砌工程达到安全经济的目的有非常重要的作用。为此，在该工程防冻胀研究中，搜集了其他省市有关保温层厚度计算方法，分析和筛选出了两套简单适用的计算方法──相关比拟法与等效厚度法。经用王村试验场聚苯乙烯硬质泡沫板保温试验研究成果验证，对两种计算方法进行了修正，使其更…     

冬季浇注混凝土墙柱的保蓄热计算

冬季浇注混凝土，利用自身的水泥水化热蓄热保温养护，是简便常用的方法，可以防止混凝土表面受冻，提高混凝土早期强度。有的文献把保温层折算为对空气的热交换系数来计算混凝土的温度。本文则给出了不稳定温度状态下，根据保温层实际厚度和保温材料与混凝土不同的导热系数，建立的两个联立的热传导微分方程，从而得到墙、圆柱的温度计算公式。用微型电子计算机即可据此设计保温层。     

寒区隧道保温隔热层研究

寒区隧道保温隔热层的设置是至关重要的一环,对隧道的顺利施工和安全运营起决定性的作用。根据传热学相关理论知识,对寒区隧道的保温隔热层材料导热系数进行推导,得出材料导热系数或保温层厚度的计算方法,并运用公式法和数值分析得到了在相同条件下,保温层设置在隧道里面的保温效果要比设置在隧道衬砌表面好的结论。     

寒区隧道保温隔热层研究

寒区隧道保温隔热层的设置是至关重要的一环,对隧道的顺利施工和安全运营起决定性的作用。根据传热学相关理论知识,对寒区隧道的保温隔热层材料导热系数进行推导,得出材料导热系数或保温层厚度的计算方法,并运用公式法和数值分析得到了在相同条件下,保温层设置在隧道里面的保温效果要比设置在隧道衬砌表面好的结论。更多还原     

双层地基渗流分析与计算

应用双层地基渗流分析的基本原理,根据边界条件、连续性条件得到强弱透水层厚度及渗透系数沿水平方向发生变化情况的双层地基渗流问题的微分方程解答,该法方便编程,易为工程技术人员掌握,便于工程实际应用。     

非均质材料温度场的有限元算法

目前的热传导有限元方程以导温系数和等效表面散热系数作为基本参数，当用以计算比热和容重乘积相差较大的多种材料组成的非均质材料温度场问题时，会带来较大误差，有时会得出错误的结果。本文从热量平衡方程出发，提出了直接用导热系数、表出散热系数和热量为基本参数的热传导改进有限元算法。计算实例表明，本文方法可以正确地计算非均质材料或复合材料结构的温度场。     

基于冻融循环试验的季节性冻土区边坡稳定性分析

内蒙古包头地区属于典型的季节性冻土区,冻胀和融沉是冻土危害产生的主要原因,也是人们面临的重大难题。通过建立非饱和粉砂土黏聚力、内摩擦角与冻融循环参数之间的定量关系,探索冻融循环对粉砂土抗剪强度的影响规律。通过对不同含水率、不同干密度的土样进行不同次数的冻融循环分析并总结其变化规律,研究发现:不同干密度、不同含水率的土样,黏聚力都会随着冻融次数的增加不断减小;内摩擦角会随着冻融次数的增加逐渐趋于稳定,波动的幅度在5°之内;抗剪强度的变化趋势受黏聚力的影响较大。最后,用岩土工程软件进行有限元分析,利用折减系数法计算边坡的安全系数,以此为包头地区季节性冻土的研究提供更好的理论基础。     

季节冻结深度自动监测技术试验

通过测试土样初始冻结温度,建立野外现场温度自动化远程实时监测系统,利用初始冻结温度等温线深度代替冻结锋面,计算季节冻土层厚度,为冻土学冻结深度观测自动化提供依据。试验结果表明:冻结过程相关系数为0.97,融化过程相关系数为0.98,整个冻融过程相关系数为0.98;用温度场冻结点等温线观测冻深的方案是可行的,可以实现冻融过程自动化实时监测,且观测精度较高。     

深覆盖层上堆石坝地震响应分析

基于在静力分析中采用邓肯E-B本构模型,动力分析中采用等效的算法,以金平堆石坝为例,运用三维非线性静力和动力叠加的方法,模拟了大坝的施工和蓄水的过程,计算分析了坝体和坝基在覆盖层上的动力反应。由于本大坝缺少实验室土样液化试验,采用了工程中常用的seed方法进行等效类比。根据分析结果,建议可考虑对坝脚区域覆盖层进行加固处理,提高其密实度和排水性能,以增强其抗液化安全性。     

考虑饱和两相介质的土层地震反应分析

地下水位以下的饱和土层是两相介质,波在其中传播需要考虑水和土的相互作用。为了考虑饱和土层中水土耦合作用,将饱和两相介质的Biot波动理论引入土层地震反应,用来计算地下水位以下饱和土层的地震反应。在此基础上,采用有限差分法,结合人工透射边界,提出了一种考虑饱和两相介质的土层地震反应分析方法。利用该方法计算了响嘡台阵3^#测井的土层地震反应,并与等效线性化方法计算结果和实际强震记录进行了对比分析。结果表明:该方法和等效线性化方法均可以反映出和实测结果相似的加速度时程和反应谱数据,该方法的理论模型较单相介质方法更合理,计算得到的加速度时程和反应谱数据也更接近真实记录。     

季节性冻土区融雪入渗对地下水的补给作用分析

为了分析季节性冻土区春季融雪入渗对地下水的补给作用,通过对小型野外试验场地气温、地下水位和土壤温度以及土壤湿度动态的系统监测,分析了冻结期和融冻期间地下水位动态的变化特征及其与相关环境要素的对应关系。在此基础上,分析了冻土层渗透性的影响因素,提出了季节性冻土区不同冻融阶段相应的地下水补给模式。研究结果表明:季节性冻土区大气降水入渗量应分非冻结期、冻结期以及融冻期三个时段进行计算,其中冻结期大气降水以降雪形式出现,对地下水无入渗补给作用;春季融冻期间,在冻结期内产生的积雪开始融化,可单独或与大气降雨一起入渗,并对地下水产生较为明显补给作用,但入渗补给系数相对较小,在本文的实例研究场地内,融冻期的融雪(降水)入渗补给系数仅为非冻结期大气降水入渗系数的1/2左右。     

内陆河流域山区温度和冻土作用下的径流过程模拟

在我国西北干旱区以季节性积雪融水为重要补给源的山区流域,温度通过影响土壤冻融循环而间接对径流产生影响。为了更好地模拟以积雪融水为重要补给水源的高寒山区的径流过程,判断不同温度指标以及冻土对径流的影响,本研究以开都河流域为例,通过改进基于系统动力学原理构建的水文模型,分析了用正积温和平均温度估算融雪速率,以及是否考虑冻土影响条件下模型对径流的模拟能力,用相关系数、Nash-Sutcliffe效率系数、均方根误差和观测标准差等评价指标对不同方案下模型的模拟能力进行了评价。结果表明用正积温估算融雪速率同时考虑季节性冻土影响情况下模型的模拟能力最高,从而证实了正积温能够更好地计算积雪融水、模拟融雪径流,且在高寒山区季节性冻土广泛发育的地区,考虑冻土的影响十分必要。